《山城110kv降压变电站设计毕业设计(75页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山城110kv降压变电站设计毕业设计(75页).docx（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-山城110kv降压变电站设计毕业设计-第 - 67 - 页郑州大学毕业设计（论文）题 目 院 系 电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 职称 2014年5月30日摘要变电站是电力系统中对电能进行变换、集中和分配的场所，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站是供电系统的枢纽，在供电系统中占有重要的地位。该山城110kV降压变电站设计，分为电气一次部分和电气二次部分设计。电气一次部分设计主要包括负荷分析、主变选择，接线形式的选择，短路电流计算，主要电气设备和配电装置的选择，如导体型号的选择，互感器、断路器、隔离开关、绝缘子和穿墙套管的选择，所用电的
2、设计，无功补偿设计，防雷设计等。电气二次部分设计主要包括主变压器保护及其整定情况，三个电压等级线路保护的整定计算。还用Auto CAD绘制了一次接线图和二次保护图。关键词 变电站，变压器，设备选择，继电保护AbstractThe substation is a place in the electric power system where electricity are commutated, centralized and distributed. It will link power grid at various levels of voltage together through t
3、he transformer. The substation is one of the hinges and plays an important role in the power supply system.This design of mountain city 110kV reduction voltage substation can be separated into two parts: first part of the electrical design and second part of the electric design. The first part of th
4、e design includes load analysis, the select of the main transformer, the design of main connection form, short-circuit current calculation, the choice of major equipment and power distribution equipment such conductor models, mutual inductor, circuit breaker, isolation switch, insulators and wall bu
5、shings. The design of self-used electricity, reactive power compensation and the lightning protection. The second part of the design includes the main transformer protection and their setting calculation, setting calculation of the three voltage levels line protection. Auto CAD is also used to draw
6、once wiring diagram and secondary protection figure.Keywords substation，transformer，equipment selection，relay protection目录摘要IAbstractI1 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外现状11.3 设计内容22 变电站总体分析与主变选择32.1 变电站的总体分析32.2 负荷分析42.3负荷计算62.4 主变压器的选择83 电气主接线设计123.1 对电气主接线的基本要求123.2 变电站电气主接线的设计原则123.3 各电压等级电气主接线设计133.4 所用
7、电设计173.5 无功补偿设计174 短路电流计算194.1 短路的危害194.2 短路电流计算的目的194.3 短路电流计算方法194.4 短路电流计算205 电气设备选择335.1 电气设备选择的一般原则335.2 母线的选择335.3 主变引下线的选择365.4 负荷出线选择405.5 断路器和隔离开关的选择425.6 电压互感器的选择455.7 电流互感器的选择465.8 绝缘子的选择465.9 穿墙套管的选择475.10 电气设备选择一览表476 配电装置与电气总平面设计496.1 配电装置设计496.2 电气总平面布置设计547 防雷设计567.1 防雷设计的一般原则567.2 直
8、击雷保护设计567.3 雷电侵入波保护设计597.4 避雷器的选择608 电气二次部分设计618.1 继电保护的配置原则618.2 主变压器的保护配置628.3 线路保护719 结 论76谢 辞77参考资料78附录1 外文资料翻译79A1.1 译文79A1.2 原文87附录2 图纸991 绪论1.1 课题背景及研究意义随着工业时代的发展，电力工业已成为国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。作为一种先进的生产力和基础能源产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。它不仅是关系国家经济安全的战
9、略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。随着中国经济的高速发展，对电能的需求量也日益增大，电力消费市场的扩大又促进了整个电力生产的发展。 随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标的要求也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。在这种形势下，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。我国电力行业经过数十年的发展已逐渐步入
10、世界先进的行列。在中东部的发达地区电力设施已经相对完善。但是在西部地区，由于地理条件复杂人口稀少经济落后有些偏远地方甚至还没有通电，因此研究山城变电站设计的课题就显得很有必要。特别是进入21世纪后，我国全面实施西部大开发的战略方针，变电站作为基础设施必须率先建设完善，然后才能发展西部经济。这就是在大的社会背景下的课题研究意义。1.2 国内外现状在我国，现阶段主要进行的变电站典型设计，是通过对现有变电站样本进行评估、类比、组合, 形成典型化设计方案, 并以新技术为依托, 不断优化, 形成一系列定制化产品,满足城市、农村和山区电网建设需求。通过变电站典型设计, 归并工程流程, 统一技术标准, 提高
11、工作效率, 降低项目实施不确定性, 加快工程建设进度, 降低将来运行成本。变电站典型设计是将技术与管理相结合, 通过典型化、标准化, 提高工程整体效益。在过去十多年来110kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大变化，1l0kV电力网络已下降为配电网络，大多数l10kV变电站也沦为负荷型的终端变电站。西电东输一直以来是我国电网发展的重点，为东部发展提供源源不断的电能。然而由于我国地域辽阔，输电线路极其遥远，电能在线路上的损耗也是不容忽视的。超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。因此近年来我国在一直致力于超高压输电的研究与推广并取得了显著成就。直流输电也是解决长距
12、离输电的一种方法，而且我国也已经建成一条超高压直流输电线路。在国外，一些发达国家的电力工业起步较早发展相对完善。超高压和直流输电技术都比我国先进。但是一次能源日益紧张也一定程度制约了他们的电能供应。为了满足电力需求这些国家通过各种方式来降低电能的损耗，比如说增高电压就是一种比较方便、实用的方法，这些国家已经形成了比较完善的变电设计理论。完善的变电站设计理论是真正做到了节约、集约、高效等特点。总之，发达国家通过改善变电站结构，降低变电站功率损耗，尽可能地提高变电所的灵活性，最终达到提高经济性的目的。1.3 设计内容本次设计分为电气一次部分和电气二次部分。电气一次部分系统的介绍了变电站设计的整个流
13、程，电气二次部分介绍变电站的继电保护设计。整个设计过程严格按照任务书的要求进行，首先进行了负荷分析，根据分析结果确定了变压器的容量、型号；在满足主接线基本要求以及经济性、可靠性、灵活性的前提下分别对110kV、35kV和6kV三个电压等级主接线进行设计；应用电力系统分析的有关知识分别对三个电压等级母线发生短路时进行短路电流计算；通过短路电流的计算结果和电气设备选择校验条件，对主要电气设备进行选择和校验；最后，根据国家有关变电所设计规范，对配电装置、电气总平面和防雷装置进行设计；然后根据所学的电力系统继电保护有关知识进行变压器保护的配置和整定计算，三个电压等级线路保护配置及整定计算；最后用Aut
14、o CAD绘制一次接线图和二次保护图。2 变电站总体分析与主变选择在各级电压等级的变电站中，变压器是主要的电气设备之一。其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器台数、容量和型号是变电站可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发、利用、节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的台数、容量和型号，提高网络的经济运行将具有明显的经济效益。2.1 变电站的总体分析2.1.1 建设性质和规模本变电站随着新矿山开发配套建设，位于新矿区的负荷中心，确保矿区的生产用电，兼顾生活用电；另外还向周围乡镇的工业及农业供电，并与周边35kv变电站联络
15、以提高可靠性。2.1.2 电压等级本变电站有三个电压等级，各等级电压及进出线回路数如下：110kv：近期2回，远景发展2回。35kv：近期3回，远景发展1回。6kv：近期9回，远景发展5回。2.1.3 电力系统接线简图 图1.1 电力系统接线简图2.1.4 所址条件所址地区海拔100米，地势平坦，属轻震区，土壤性质为黄粘土，地耐力2.5kg/cm2。土壤热阻系数120cm/w，土温20。年最高气温+40，最大风速30m/s。属于我国类标准气象区。2.2 负荷分析2.2.1 负荷分类及定义一类负荷：中断供电将造成人身伤亡或设备损坏。此类负荷需要双电源供电，两电源之间自动切换。二类负荷：允许短时间
16、（几秒至几分钟）再恢复供电后不造成生产紊乱，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行，此类负荷采用双电源供电手动切换。三类负荷：不属于一级和二级的电力负荷。一般允许较长时间停电，有一个电源供电。2.2.2 本次设计中的负荷新建变电所主要负荷为一二级负荷，如果停电会造成严重后果影响矿区的安全生产造成重大财产损失，影响村民的正常生活和工厂的生产。新建变电站110kV侧花山线近期穿越功率6MW远景15 MW，新山线近期穿越功率6 MW远景15MW；备用1、2线远景最大负荷都为10 MW。表2-1 负荷资料（负荷单位：MW）电压等级负荷名称最大负荷穿越功率负荷组成（）自然功率年最大使用时间(h)
17、线长km备注近期远景近期远景110kV花山线615一级二级新山线615备用110备用21035kV山城镇公用变电站3.5510300.915新区变3510300.912李村变3510300.918备用40.9补偿后值6kV新1矿11.52220400.855002新1矿21.5220400.855002新2矿11.52.220400.850003.5新2矿21.52.220400.850003.5新村矿11.32.020400.850002.5新村矿21.32.020400.855002.5加工厂23 20400.8580003生活区1.21.620300.8225002.5新村线11.502
18、00.620002.5备用120.75备用220.82.3负荷计算2.3.1 负荷计算的目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小，又将使电器和导线电缆在运行过程中过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷的重要性。2.3.2 35kv侧的负荷计算负荷同时率，线损。（1） 近期综合最大负荷的计算：（2） 远景综合最大负荷的计算：（3） 远景 类负荷（备用负荷按 类负荷计算）（4） 远景 类负荷2.3.3 6kV侧的负荷
19、计算负荷同时率，线损。（1） 近期综合最大负荷的计算（2）远景综合最大负荷的计算（3）远景类负荷的计算（4）远景类负荷的计算2.3.4 负荷的计算结果近期总的最大负荷远景总的最大负荷2.4 主变压器的选择2.4.1 变压器台数选择变电所中一般装设两台主变压器，两台主变互为备用，以免一台主变故障或检修时类和类负荷中断供电。对大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设34台主变压器，以便减小单台容量。对个别的终端变电所只一个电源供电可只装一台。本设计选用两台主变压器。2.4.2变压器容量的选择（1）所选的n台主变压器应大于等于变电所的最大计算负荷。 得 （2）装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中
20、一台主变压器停止工作时其余变压器的容量应满足以下条件：1）应满足60%以上的的最大综合计算负荷得2）满足全部的类类负荷得（3）近期只装一台主变压器的校验：所以本次设计选用容量为31.5MVA的变压器2.4.3 主变压器型式的选择（1）相数选择变压器有单相变压器组和三相变压器组。在330kV及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，因此在本次设计中采用三相变压器组。（2）绕组数选择在具有三种电压等级的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15%以上；或在
21、低压侧虽然没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。本次设计采用三绕组变压器。（3）绕组联结方式的选择变压器绕组的联结方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的联结方式有星形和三角形两种。高压绕组为星形联结时，用符号Y表示，如果将中性点引出则用YN表示，对于中、低压绕组则用y及yn表示；高压绕组为三角形联结时，用符号D表示，低压绕组用d表示。三角形联结的绕组可以消除三次谐波的影响，而采用全星形的变压器用于中性点不直接接地系统时，三次谐波没有通路，将引起正弦波电压畸变，使电压的峰值增大，危害变压器的绝缘，还会对通信设备产生干扰，并对继
22、电保护整定的准确性和灵敏度有影响。（4）调压方式的选择变压器的调压方式分带负荷切换的有载调压方式和不带负荷的无载调压方式两种。无载调压变压器的分接头档位较少，电压调整范围只有10%以内，而有载调压变压器的电压调整范围大，能达到30%，但其结构比无载调压变压器复杂，造价高。所以本次设计采用无载调压变压器。（5）主变压器中性点接地方式110kV及以上电压等级系统为大电流接地系统，所以主变压器110kV电压等级中性点接地方式应选择中性点直接接地方式。在我国63kV、35kV和610kV系统均为小电流接地系统，它们的中性点应选用中性点不接地、经消弧线圈接地或高电阻接地的方式。在中性点不接地系统中，当发
23、生单相接地故障时，不能构成短路回路，故短路电流不大，但故障点与导线对地分布电容形成回路，故障点有不太大的容性电流通过，有可能使故障点的电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，甚至发展成相间短路故障，使事故扩大。在变压器的中性点装设消弧线圈，使消弧线圈产生的感性电流与接地容性电流相抵消，减小了接地故障点的电流，提高了供电可靠性。3563kV系统接地电容电流大于10A，610kV系统若接地电容电流大于30A时，应选择经消弧线圈接地的接地方式。具体电容电流计算公式如下：式中 L线路的长度（km）； 架空线路的电容电流（A）； 线路的额定线电压（kV）。本变电所35kV侧系统对地电容电流：由于系统的对地
24、电容电流小于10A，故主变压器35kV电压等级中性点接地方式，应选择中性点不接地方式。本变电所6kV侧系统对地电容电流：于系统的对地电容电流小于30A，故主变压器6kV电压等级中性点接地方式，应选择中性点不接地方式。（6）变压器的冷却方式变压器的冷却方式有自然风冷、强迫风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷和强迫导向油循环冷却等，随变压器的型式和容量不同而异。一般中小型容量的变压器选择自然风冷和强迫风冷；大容量的变压器采用强迫油循环风冷；对于水源充足的发电厂的主变压器，为节约用地也可采用强迫油循环水冷。强迫导向油循环冷却一般用在大型变压器中，它是在采用强迫油循环风冷货强迫油循环水冷的变压器中，设
25、置引导油流向的构件，利用油泵加压的条件使得被冷却的油沿着油道流动使绕组和铁心都能有效的呗冷却。本次设计采用自然风冷2.4.4 主变压器选择结果根据以上计算和分析结果，查发电厂电气主系统可得，选择的主变压器型号为：SFSZ9-31500/110。主要技术参数见表2-2表2-2主变压器技术参数表型号SFSZ-31500/110额定容量/kVA31500/31500/31500额定电压/kV高压中压低压6.3，6.6，10.5，11空载损耗/kW25.7短路损耗/kW高中高低133.2中低阻抗电压（%）高中10.5高低17.5中低6.5空载电流（%）0.42连接组别YNy0d113 电气主接线设计发
26、电厂和变电所的电气主接线是指由发动机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路，电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电站电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护装置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。3.1 对电气主接线的基本要求（1）可靠性1)断路器检修时，能否不影响供电。 2)断路器或母线故障以及母线或母线隔离开关检修时，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否保证对I类负荷和大部分II类负荷的供电。 3)发电厂、变电所全部停运的可能性。4)大机组和超
27、高压的电气主接线能否满足对可靠性的特殊要求。 （2）灵活性 1)操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。2)调度的方便性。电气主接线在正常运行时，可以根据高度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响用户供电和破坏系统的稳定运行。3)扩建的方便性。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。（3）经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽可能的发挥经济效益。3.2 变
28、电站电气主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行和维护的方便，尽可能地节省投资，就进取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。他与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素 ，正确处理他们
29、之间的关系，合理的选择主接线方案。在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的，设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。(1) 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥型接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。(2) 断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。(3) 为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采取下列数据：1. 最小负荷为最大负荷的6070
30、%，如主要农业负荷时则取2030%；2. 负荷同时率取0.850.9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.951；3.功率因数 一般取0.8；4. 线损平均取5%。3.3 各电压等级电气主接线设计在进行电气主接线设计时,一般根据设计任务书的要求,综合分析有关基础资料，拟订2-3个技术上能满足要求的方案进行详细技术经济比较，最后确定最佳方案。3.3.1 设计依据变电所设计技术规程第22条110220kV配电装置中当出线不超过4回，一般采用单母线分段。电气设计技术规程第3.2.3条 35110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线
31、或分段单母线的接线。3563kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。电气设计技术规程第3.2.5条 当变电所装有两台主变压器时，610kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当635kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。3.3.2 110kV侧主接线设计初步选择方案：内桥接线，单母线分段接线。方案比较如表3-1表3-1 内桥接线和单母线分段接线比较结果方案内桥接线单母线分段接线线接线简图可靠性内桥接线的任一线路投入、断开、检修或故障时，都不会影响其他回路的正常运行
32、。但当变压器投入、断开、检修或故障时，则会影响一回线路的正常运行。任一母线或母线隔离开关检修时，仅停该段，不影响其他段运行，见笑了母线检修时的停电范围。任一段母线故障时继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正常母线段继续运行减小了母线故障影响范围。灵活性桥形接线只适合两台变压器两条线路的场合，可发展过渡为单母线接线。有单母线运行，各母线并列运行各段分裂运行等运行方式；有母线主变或出线回数增加时方便扩建。经济性桥形接线清晰简单没有母线成本较低，断路器数量少节省投资。接线简单清晰，设备少，造价便宜成本较低 根据以上比较，特别是可靠性和灵活性方面，110kV侧宜选择单母线分段接线。3.3.3 35kV
33、侧主接线设计初步选择方案：单母线分段接线，双母线接线。方案比较如表3-2表3-2 单母线分段接线和双母线接线比较结果方案单母线分段接线双母线接线线接线简图可靠性任一母线或母线隔离开关检修时，仅停该段，不影响其他段运行，见笑了母线检修时的停电范围。任一段母线故障时继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正常母线段继续运行减小了母线故障影响范围。每回进出线均经一组断路器和两组母线隔离开关分别接至两组母线，所以每回路均可以换接至两组母线的任一组上运行，使得双母线接线的可靠性大大提高灵活性有单母线运行，各母线并列运行各段分裂运行等运行方式；有母线主变或出线回数增加时方便扩建。可以采用两母线同时工作的运行方
34、式，还可以采用一组母线工作另一组母线备用，根据需要双母线接线还可以完成一些特殊功能，双母线接线的灵活性大大提高了。经济性接线简单清晰，设备少，造价便宜成本较低增加了大量的母线隔离开关和母线长度，占地面积大，投资较大，很不经济综合以上比较35kV侧选择单母线分段接线。3.3.4 6kV侧主接线设计初步选择方案：单母线分段接线，单母线分段带旁路母线接线。方案比较如表3-3表3-3 单母线分段接线和单母线分段带旁路母线接线方案单母线分段接线单母线分段带旁路母线接线线接线简图可靠性任一母线或母线隔离开关检修时，仅停该段，不影响其他段运行，见笑了母线检修时的停电范围。任一段母线故障时继电保护装置可使分段
35、断路器跳闸，保证正常母线段继续运行减小了母线故障影响范围。具有单母线分段接线的全部优点；增加了旁路母线使检修任一进出线断路器时不中断对该回路的供电，可靠性比不带旁母的接线形式强。灵活性有单母线运行，各母线并列运行各段分裂运行等运行方式；有母线主变或出线回数增加时方便扩建。由于增加了旁路母线使扩建变得复杂，在切换操作有一定复杂性。经济性接线简单清晰，设备少，造价便宜成本较低增加了大量的母线隔离开关和母线长度，占地面积大，投资较大，很不经济综合以上比较，6kV侧采用单母线分段接线3.4 所用电设计根据发电厂电气部分第3-3节中关于变电所所用电接线的介绍：变电所的所用电负荷，一般都比较小，变电所的主
36、要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵），支流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等，当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。这些负荷容量都不太大，因此变电所的所用电只需0.4kV一级，采用动力和照明混合供电方式。 所用变台数： 根据35110kV设计规范第3.3.1条 在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同、可互为备用的所用变压器，分别接到母线的不同分段上。故本所选择两台所用变。所用变接线： 根据设计手册I第3-10，所用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，
37、所用低压侧多采用单母线接线，当有两台所用变时，采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。所用变容量： 根据经验和参考其他110kV变电站，变电所所用变压器一般容量选择50kVA。所以综合考虑各种因素，查表可知本所应装设两台型号为S11-50/6电力变压器作为所用变压器，并将它们分别接在主变压器低压侧母线的不同分段上。这种所用电源引接方式具有经济性好和供电可靠性高的特点。3.5 无功补偿设计3.5.1 无功补偿的意义电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力网络安全经济运行，对保证用户的安全用电和产品质量是非常重要的，根据统计，用户消耗的无功功率是它的有功功率的5010
38、0%，同时电力系统本身消耗的无功功率可达到用户的2575%。无功功率的不足，将造成电压的下降，电能损耗增大，电力系统稳定的破坏，所以电力系统的无功电源和无功功率必须平衡，系统的无功电源不仅靠发电机供给，而且调相机、并联电容器组均可提供无功电源，电力系统的无功电源可以采用分散补偿的方式，具体的无功补偿方式就是在高压网上的低压侧并联电容器，利用阶梯式调节的容性无功补偿感性无功，而配电所装设的并联电容器装置的目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供阶梯式调节的容性无功，以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。总之，补偿变压器的无功损耗，补偿高压网的无功缺额。在进行主接线设计时
39、，应确定为了平衡无功功率而需要在变电所中装设无功补偿装置的类型、台数和容量。3.5.2 无功补偿原则根据并联电容器装置设计技术规程SDJ25-85：第1.02条 电容器装置的设计须执行国家的技术经济政策，并根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等合理地选择接线方式，布置型式和控制、保护方式，做到安全可靠、经济合理和运行检修方便。第1.03条 电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对35110kV变电所中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则，可按主变压器容量的10%30%考虑。本所取主变压器容量的15%，即23150015%=
40、9450Kvar。第2.1.3条 电容器装置宜设在主变的低压侧或主变主要负荷侧。第2.1.1条 小电流接地系统的电容器装置应采用中性点不接地的星形或双星形接地。3.5.3 并联电容器的选择查发电厂电气部分设计计算资料可选择型号为BWF6.3-50-1W的电容器，其技术参数为表3-4。 表3-4 补偿电容器型号型号额定电压（kV）额定容量（kvar）额定电容（F）相数重量（kg）BWF6.3-50-1W6.3504.011 49可计算并联电容器的个数： n= 9450/50=189因为本所采用双星形连接，而且要在6kV单母线分段的两端各接入一组，电容器个数应为12的倍数，应选192个。4 短路电
41、流计算4.1 短路的危害（1） 通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。（2） 短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或缩短他们的使用寿命。（3） 电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。（4） 破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。4.2 短路电流计算的目的在变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下一个方面：（1） 电气主接线的比较（2） 选择、检验导体和设备（3） 在设计屋外髙型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离（4） 在选择继电保护方式和进行整
42、定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。4.3 短路电流计算方法在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠工作，因此作为选择检验电气设备的短路计算中，以三相短路计算为主。三相短路用文字符号k表示。在计算电路图上，将短路所考虑的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的
43、一些主要元件表示出来，由于将电力系统看作有限大容量电源，短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串并联的方法即可将电路化简，求出求等效总阻抗，在换算成计算电抗，根据计算曲线查出短路电流标幺值，在换算成有名值。4.4 短路电流计算确定短路点：在本次设计过程中，为了方便选择电气设备及校验，选取的短路点为110kV，35kV及6kV母线。电力系统接线图如4-1。 图4-1 电力系统接线简图附注：1.图中，系统容量、系统阻抗均对应于最大运行方式； 2.最小运行方式下：S1=600MVA，Xs1=0.80；S2=200MVA，Xs2=1.1. 4.4.1 电路参数的计算选取SB=600MVA，UB=11
44、5kV，架空线路电抗为0.4/km。系统电抗： 线路电抗： 三相变压器各绕组电抗：网络等值电路如图4-2 图4-2 系统等值网络简化图4.4.2 110kV 侧母线短路计算等值网络图如图4-3所示对网络图进行/Y变换如图4-4所示：图4-3 110kV侧短路的等值电路 图4-4 110kV侧短路的简化等值电路对网络图继续化简如图4-5 图4-5 110kV侧短路的简化等值电路系统S1和S2对短路点的转移电抗分别为：计算电抗为：短路电流基准值：查短路电流周期分量计算曲线数字表得：短路电流有名值为：短路电流基准值：查短路电流周期分量计算曲线数字表得：短路电流有名值为：所以110kV侧短路电流为：4.4.3 35kV 侧短路电流计算（1）两台变压器并列运行短路等值电路如图4-6所示图4-6 35kV侧短路的等值电路对等值电路进行简化如图4-7 图4-7 35KV侧短路等值电路简化图系统S1和系统S2对短路点的转移电抗分别为：计算电抗为：短路电流基准值：查短路电流周期分量计算曲线数字表得：短路电流名值：短路电流